UT-H Radom Instytut Mechaniki Stosowanej i Energetyki Laboratorium Wytrzymałości Materiałów

(1)

3.1. Badanie odkształceń sprężyny śrubowej. Wyznaczanie sztywności sprężyny

- 1/4 -

UT-H Radom

Instytut Mechaniki Stosowanej i Energetyki

Laboratorium

Wytrzymałości Materiałów

instrukcja do ćwiczenia

3.1 Badanie odkształceń sprężyny śrubowej Wyznaczanie sztywności sprężyny

I ) C E L Ć W I C Z E N I A

Celem ćwiczenia jest zbadanie odkształceń sprężyny śrubowej w celu wy- znaczenia jej sztywności oraz określenie modułu sztywności postaciowej materiału sprężyny.

I I ) O B O W I Ą Z U J Ą C Y Z A K R E S W I A D O M O Ś C I

Charakterystyka sprężyny liniowej, zależność sztywności sprężyny od jej wymiarów geometrycznych i własności materiałowych, sztywność zastęp- cza układu sprężyn, naprężenia w sprężynach śrubowych.

I I I ) L I T E R A T U R A

Dziewiecki K., Misiak J.: Ćwiczenia laboratoryjne z wytrzymałości ma- teriałów, Wyd. WSI Radom 1996, ćwiczenie 3.1 „Badanie odkształceń układu sprężyn śrubowych i określenie współczynnika sztywności postaciowej G materiału sprężyn”

I V ) S T A N O W I S K O D O B A D A Ń

Na podstawie 1 zamocowane są dwie prowadnice 2 i 3 poprzeczki 4. Po- przeczka, obciążona szalką z obciążnikami 5, powoduje ściskanie sprężyny 6. Pionowe przesunięcie środka poprzeczki, czyli ugięcie sprężyny, obli- czyć można jako średnią wskazań czujników zegarowych 7 i 8 umieszczo- nych symetrycznie po obu stronach (rys.1).

(2)

- 2/4 -

Rys.1. Stanowisko do pomiaru sztywności sprężyny

Parametry geometryczne sprężyny:

średnica sprężyny: D=26.0^0.1 mm średnica drutu: d=4.0^0.05 mm liczba zwojów: n=7

(3)

- 3/4 -

V ) P R Z E B I E G Ć W I C Z E N I A

1) Zanotować w protokole parametry geometryczne sprężyny.

2) Ustawić symetrycznie względem osi sprężyny czujniki zegarowe tak, aby możliwy był ok. 8. milimetrowy ruch w dół ich trzpieni pomiarowych.

3) Wyzerować czujniki.

4) Obciążać szalkę kolejno wzrastającymi siłami. W tabeli protokołu noto- wać każdorazowo wartość siły F ściskającej sprężynę oraz wskazania czujników: lewego L i prawego P. Wartości sił obciążających oraz liczbę pomiarów ustalić z prowadzącym ćwiczenie.

5) Przywrócić stanowisko do stanu pierwotnego.

6) Wykonać sprawozdanie z ćwiczenia.

(4)

- 4/4 -

Opracowanie wyników pomiaru

1) Wyniki pomiaru (Fi, i) (siła, ugięcie sprężyny) nanieść w układzie współrzędnych i aproksymować je prostą o równaniu

F a b  

Poszukiwaną wartość sztywności sprężyny podać jako 2 100%S^a

k a  a

gdzie Sa jest średnim błędem kwadratowym parametru a.

2) Obliczyć średnią wartość modułu sztywności postaciowej materiału sprężyny

3

8 D n4

G a d

3) Wynik obliczeń modułu sztywności postaciowej przedstawić jako 2 100%u^G

G G  G

gdzie złożona niepewność maksymalna wartości średniej

2 2 2 2 2 2

3 4

3 3 ^a 3 3

G G a G D G d S D d

u S G

a D d a D d

                  

                      

 [mm]

F [N]